Принципи Джона фон Неймана:

Джоном фон Нейманом у 1945 році були сформульовані принципи, на яких базується робота комп’ютера:

Принцип двійкового кодування зумовлює універсальність комп’ютера: він може

опрацювати як дані (числові, текстові, графічні, звукові), так і програми будь-яку інформацію, що подаються у двійкових кодах.

Принцип програмного керування полягає в тому, що програма, яка розміщена у пам'яті ЕОМ, складається із набору команд, які виконуються процесором автоматично одна за одною у визначеній послідовності. Таким чином, процесор виконує програму автоматично, без втручання людини.

Команда ( англ. instruction) — вказівка комп’ютерній програмі на виконання дії (операції).

Програма – це записаний у певному порядку набір команд, виконання яких забезпечує розв’язання конкретної задачі. Завдяки програмі ПК діє указаним йому способом, а процес обчислення відбувається автоматично.

Принцип однорідності пам’яті полягає у тому, що комп’ютер не розрізняє вміст комірок пам’яті.

Пам'ять – це пристрій, що призначений для зберігання даних і програм з метою їх опрацювання.

Принцип адресації полягає в тому, що кожній комірці пам'яті відповідає номер, який називається адресою комірки.

Магістрально-модульний принцип будови полягає в тому, що комп’ютер складається з окремих модулів, обмін інформацією між якими здійснюється через системну шину. Всі пристрої ПК підключаються до материнської плати за допомогою роз'ємів на ній. Кожен пристрій – це окремий модуль. Кожна окрема функція комп’ютера виконується одним або декількома модулями – конструктивно і функціональних завершених електронних блоків.

Модулі — це логічно і конструктивно завершені пристрої, які виконують певні функції в обчислювальному процесі.

Магістраль (шина, системна магістраль) (англ. bus, data bus, highway, trunk) — це сукупність електронних паралельних ліній, по яких на основі спеціальних алгоритмів передається інформація і службові сигнали від одного модуля комп'ютера до іншого за допомогою електричних сигналів.

Фізично магістраль представляє собою багатопровідну лінію з гніздами для підключення електронних схем.

Магістраль містить такі шини:

1. Шина даних, по якій інформація (дані) передається від МП до будь-якого пристрою або навпаки від пристрою до МП.

2. Шина адреси – сукупність проводів і відповідних схем, по яких передається в паралель всі коди адреси комірки ОП або портів введення/виведення.

3. Шина управління містить проводи для передачі управління (управляючих сигналів) з боку мікропроцесора в усі блоки ПК.

4. Шина живлення, що містить проводи і схеми для підключення блоків ПК до системи електричного живлення.

Ширина шини (розрядність шини) – це кількість бітів інформації, які передаються по ній одночасно. Наприклад, якщо шиною даних передається 32 біти в паралель, то ПК є 32-розрядним. Розрядність впливає на продуктивність комп’ютера.

Принцип відкритої архітектури полягає у здатності користувача змінювати набір пристроїв комп’ютера. Апаратне підключення периферійних пристроїв до магістралі здійснюється через контролери й адаптери. Вони призначені для перетворення даних, що надходять із процесора, на відповідні сигнали, за допомогою яких здійснюється керування роботою пристрою.

Контролер (адаптер) - це електронна схема, яка керує роботою зовнішнього пристрою та звільняє процесор від безпосереднього керування периферійними пристроями. Відмітимо, що на всіх сучасних материнських платах уже присутні контролери клавіатури, миші, накопичувачів, вінчестерів (з інтерфейсом IDE). До плат, що розширяють можливості ПК відносяться плата модема, відеокарта, звукова карта, мережна карта, TV-тюнер та ін.

Пам'ять – це пристрій, що призначений для зберігання даних і програм з метою їх опрацювання.

У комп’ютері використовується пам'ять декількох типів, які відрізняються за своїм призначенням, й відповідно способами зберігання інформації, а також конструктивно.

Класифікація пам’яті ПК:

За місцем розташування: внутрішня і зовнішня:

За способом запису даних: магнітна, оптична, електронна.

За часом доступу: з послідовним доступом, з прямим доступом.

Важливими характеристиками пристроїв зовнішньої пам'яті є їхня ємність та час доступу до інформації. Для пояснення часу доступу наведемо знайомий усім приклад магнітофонної касети як пристрою для зберігання звукової інформації. Час доступу до інформації, тобто до певної мелодії, залежить від розташування мелодії на магнітній стрічці та від швидкості перемотування.

Накопичувачі, у яких час доступу до інформації залежить від її розташування на носії, називаються пристроями з послідовним доступом. Прикладом такого пристрою є магнітна стрічка. Для того щоб отримати доступ до потрібної інформації, ми повинні послідовно "прокрутити" певну частину носія. Якщо час доступу не залежить від розташування інформації, то накопичувач є пристроєм з прямим доступом. Прикладом є звичайний програвач грамплатівок. Час доступу до необхідної мелодії на грамплатівці майже не залежить від розташування мелодії. Цей час буде однаковий як для мелодії на краю грамплатівки, так і для мелодії ближче до її центру. Практично всі пристрої зовнішньої пам'яті, що містять диски як накопичувачі, є пристроями з прямим доступом.

Накопичувач - це пристрій, що складається з носія інформації та приводу. Привід є сукупністю механічних та електронних компонентів: корпусу, двигуна, зчитувальної головки, електронної схеми (контролера) тощо.

Внутрішня пам'ять – це швидкодіюча електронна пам'ять, розміщена на материнській платі. Внутрішня пам'ять комп’ютера поділяється на оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП), постійний запам’ятовуючий пристрій (ПЗП), напівпостійний програмований запам’ятовуючий пристрій (НПЗП), відеопам’ять та кеш-пам'ять.

Оперативний запам’ятовуючий пристрій (RАМ (Random Access Memory - пам'ять із довільним доступом) – швидка й енергозалежна пам'ять. Оперативна пам'ять призначена для тимчасового зберігання вхідних даних, проміжних і кінцевих результатів обчислень, програм опрацювання даних. Це своєрідний робочий простір для комп’ютера. ОЗП може використовуватися як для читання даних, так і для комп’ютера. Дані в ОЗП зберігаються доти, поки на їх місце буде записано нові дані. При вимкненні електроживлення дані в ОЗП втрачаються. Ємність пам’яті можна збільшувати, установлюючи додаткові модулі пам’яті у вільні гнізда пам’яті на системній платі.

Постійний запам’ятовуючий пристрій (ROM – англ. Read Only Memory — пам’ять тільки для читання) – швидка та енергозалежна пам'ять. Дані заносяться до неї один раз і назавжди (як правило, в заводських умовах) і зберігаються постійно (при ввімкненому й вимкненому живленні). Постійна пам'ять – мікросхема, в ній містяться програми для керування роботою комп’ютера та програми тестування основних складових комп’ютера, а також набір програм для керування всіма його пристроями (BIOS Ваsіс Іnput-Оutput System – базова система введення-виведення). Інформація до ПЗП звичайно записується виробником комп'ютера та служить, наприклад, для початкового завантаження комп'ютера після його включення, для керування зображенням на екрані тощо. Постійна пам’ять розміщена на материнській платі.

Напівпостійний пристрій, що запам'ятовує, - мікросхема пам'яті дуже невеликого об'єму, яка використовується для збереження поточної конфігурації системи, а також поточного часу і дати. Така пам'ять виконана за спеціальною технологією СМ0S, що забезпечує низьке енергоспоживання. Дані, що зберігаються в напівпостійному програмованому запам’ятовуючому пристрої – НПЗП (CMOS), можуть бути замінені у спеціальному режимі роботи комп’ютера – режимі програмування, коли користувач має спеціальні знання та може написати спеціальні програми для управління комп’ютером. До таких даних належать дані щодо зберігання та зміни конфігурації комп’ютера, календаря та годинника. НПЗП також називають пам’яттю автономного живлення або пам’яттю «на батарейках», оскільки дані зберігаються за допомогою акумуляторної батарейки. За своїми функціями подібної до батарейок кварцових годинників.

Відеопам’ять – швидка оперативна пам'ять для зберігання коду зображення, що відображається на екрані монітора. Відеопам’ять може бути різної ємності; розміщена на відео карті. Найпродуктивніші відео карти застосовують для комп’ютерних ігор або для роботи з просторовими зображеннями.

Кеш-пам'ять – це спеціальний вид пам’яті або частина ОЗП, де зберігаються копії часто використовуваних даних. Кеш-пам'ять забезпечує швидкий доступ до них. Також згладжування розходжень у швидкості роботи більш повільних пристроїв з більш швидкими. Кеш-пам'ять сучасних комп’ютерів має кілька рівнів: кеш-пам'ять першого рівня ємністю 32 Кб вбудовується у процесор, а кеш-пам'ять другого рівня ємністю до 2 Мб зазвичай розміщується на материнській платі.

Зовнішня пам'ять – це пам'ять, що немає постійного зв’язку з комп’ютером і має дані що подані у зрозумілій для ПК формі.

Перфокарта - це аркуш тонкого картону стандартних розмірів.

В певних позиціях перфокарти пробивають дірочки. Наявність дірочки в певній позиції вважають за одиницю, а її відсутність - нуль. Перфокарти з пробитими дірочками пропускають через спеціальний пристрій з фотоелементами. Задана у вигляді дірочок інформація перетворюється в систему електричних сигналів, які надходять до інших пристроїв комп'ютера.

Перфострічка - це стрічка цупкого паперу стандартної ширини, на яку заноситься інформація пробиванням дірочок у відповідних позиціях на 5-и або 8-и доріжках. Звичайно, за дірочками, нанесеними на перфокарти або перфострічки, стоїть цілком певна інформація.

Магнітні картки містять закодовану інформацію в кредитних, телефонних та реєстраційних картках, а також перепустках і «ключах» для кодових замків.

Магнітні носії. Носії такого типу набули значного поширення на початковому етапі розвитку персональних комп'ютерів. Головною їх особливістю є спосіб читання та запису інформації, який базується на використанні магнітного поля. Носій, який може бути виконаний у вигляді диска або стрічки, покривається феромагнітним матеріалом. Засобами магнітного поля відбувається відповідне намагнічування певних ділянок носія, що і забезпечує збереження інформації у вигляді логічної 1 в зоні намагніченої ділянки та логічного 0 - в не намагніченій ділянці. Типовими представниками магнітних носіїв є гнучкі магнітні диски (floppy disk, дискети) розміром 3,5 дюйма, магнітні диски підвищеної щільності ZP та JAZ, касети з магнітними стрічками для стримерів.

Г нучкі магнітні диски 3.5" як правило, мають ємність 1,44 Мб. Швидкість передачі даних для цього носія становить 62 Кб/с. На сьогодні гнучкі диски поступово витісняються, оскільки вони не задовольняють вимогам щодо обсягів і надійності зберігання даних, а також швидкості доступу до них.

Z P-накопичувачі випускаються компанією Іomega з 1995 року. Ці носії значно перевищують за обсягом зберігання даних стандартні гнучкі диски і можуть мати наступні показники ємності: 100 Мб, 250 Мб, 750 Мб. Швидкість передачі даних для них знаходиться в межах 2 Мб/с. ZIP-носії набули популярності, коли оптичні диски з функцією запису інформації та відповідні пристрої коштували досить дорого. Проте розвиток технологій та здешевлення виготовлення оптичних дисків сповільнили темпи застосування таких носіїв, вартість яких залишилася досить суттєвою.

Н акопичувачі JAZ були випущені компанією Іomega зразу після ZIP-накопичувачів. За своїми характеристиками JAZ- носій, у свій час, наближався до жорстких дисків, але на відміну від них був змінним, що давало змогу оперативно передавати значні обсяги інформації. В залежності від моделі накопичувача на одному диску можна розмістити 1 або 2 Гб даних. Швидкість передачі даних для них становить близько 8 Мб/с. Сучасне застосування таких носіїв обмежено з аналогічних причин як і ZIP-накопичувачів.

О дним із найстаріших магнітних накопичувачів є стимер - це накопичувачі на магнітній стрічці. Стример (streamer) – пристрій для резервного копіювання даних з вінчестера на магнітну плівку. Їх відрізняє порівняно низька ціна при значних обсягах збереженої інформації. Найчастіше вони застосовуються для резервного копіювання даних. До недоліків стримерів відносять малу продуктивність (від 2 до 9 Мб/хв, що пов'язано передусім з тим, що цей пристрій послідовного доступу) і має недостатню надійність (крім впливу електромагнітних полів, стрічки стримерів отримують підвищені механічні навантаження і можуть фізично виходити з ладу). Ємність магнітних касет (картриджів) для стримерів перших поколінь складала декілька сотень Мбайт. Сучасні носії забезпечують зберігання до 1,6 Тб (Терабайт) інформації.

Оптичні носії. Для вирішення задач, обумовлених застосуванням зовнішніх носіїв, при постійному зростанні обсягів інформації, що обробляються комп'ютерними системами, замість магнітних почали застосовуватися оптичні носії.

Першими представниками таких носіїв стали диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) - компакт диск тільки для читання пам'яті.

Д иск – носій даних, що складається з плоскої круглої пластини, яка обертається, для читання або запису даних. Конструктивно такі диски виготовляються із полікарбоната, який покритий надтонким шаром алюмінію. Інформація на такий диск записується у вигляді насічок (впадин), розміщених вздовж доріжок на алюмінієвому шарі. Для читання інформації з таких дисків використовується лазерний промінь з довжиною хвилі 780 нм, який просвічує полікарбонатний шар і відбивається від алюмінієвого шару або розсіюється, що означає логічний 0 або 1. Існує два фізичних розміри таких дисків: 12 см (4,7") та 8 см (3,1") з товщиною 1,2 мм. Диски розміром 4,7" можуть мати ємність 650 Мб, 700 Мб і навіть 800 Мб. Ємність дисків розміром 3,1" може знаходитися в межах від 140 до 210 Мб.

Компакт-диски CD-ROM виготовляються шляхом штампування із заготовлених матриць і презапису не підлягають. Для запису інформації на оптичні диски власноруч почали випускати диски CD-R (Compact Disc-Recordable) та однойменні пристрої - для одноразового запису, СD-RW (Compact Disc-ReWritable) - для багаторазового перезапису. Інформація на такі диски може записуватись до тисячі разів і використовуватись багато років.

Швидкість передачі даних для CD-дисків позначається числом - множником (1_X = 150 Кб/с). Зокрема, зазначення такого числа на диску може означати максимально можливу швидкість запису інформації. Слід мати на увазі, що швидкість запису залежить не тільки від характеристик диску, але і від характеристик приводу диска, що використовується для запису. Тобто, якщо диск призначений для запису на швидкостях 8_X, то максимальна швидкість запису складе 8_X, навіть якщо привід здатний забезпечити більшу швидкість запису. Швидкість читання інформації з СD-диска визначається числом - множником, яке зазначене на СD-приводі.

Наступним поколінням оптичних носіїв після СD стали DVD-диски (Digital Versatile Disc) - цифровий багатофункціональний диск. Основною вимогою при розробці DVD-дисків було збільшення об'єму збережених даних за рахунок розташування якомога більшого числа насічок уздовж доріжок на диску, при дешевій технології їх виготовлення. Це було досягнуто, в першу чергу, за рахунок застосування променя лазера з меншою довжиною хвилі - 650 нм, на відміну від 780 нм, який застосовувався при роботі із CD дисками.

Існує два фізичні розміри DVD-дисків, які повністю аналогічні дискам CD. Це забезпечило можливість приводам DVD-дисків працювати також із всіма типами CD-дисків. За конструктивним виконанням DVD-диски обох розмірів поділяються на 4 різних типи. Вони бувають одно- та двошаровими (тобто, можуть мати один або два інформаційні шари), а також одно- та двосторонніми (тобто, інформація може записуватися на одній або двох сторонах диска). В залежності від розміру, типу та об'єму DVD-диски мають відповідне маркування. Зокрема, для дисків розміром 8 см воно наступне (цифра в маркуванні означає округлене значення ємності):

DVD-1 - одношаровий односторонній диск - 1,36 Гб;

DVD-2 - двошаровий односторонній диск - 2,48 Гб

DVD-3 - одношаровий двосторонній диск - 2,72 Гб;

DVD-4 - двошаровий двосторонній диск - 4,95 Гб.

Диски розміром 12 см мають таке маркування:

DVD-5 - одношаровий односторонній диск - 4,7 Гб;

DVD-9 - двошаровий односторонній диск - 8,5 Гб;

DVD-10 - одношаровий двосторонній диск - 9,4 Гб;

DVD-18 - двошаровий двосторонній диск - 17 Гб.

Як і у випадку із СD-дисками, швидкість передачі даних для DVD позначається числом-множником (1_X = 1,38 Мб/с).

Сучасними представниками оптичних носіїв є HD DVD- диски (High Definition DVD - DVD високої чіткості) та Blu-ray Disc або BD (blue ray disc - диск з голубим променем). Принципова відмінність HD DVD від Blu-Ray полягає в тому, що в HD DVD збережена фізична структура диска DVD, тоді як в Blu-Ray застосовується нова структура і використовується інша технологія запису.

Стандарт HD DVD був спільно розроблений компаніями Toshiba і NEC. Він є подальшим розвитком формату DVD і може зберігати в три рази більше даних, ніж його попередник - 15 Гб на одному шарі замість 4,7 Гб. HD DVD-диски розміром 12 см можуть мати об'єм 15 Гб (одношарові односторонні), 30 Гб (одношарові двосторонні або двошарові односторонні), 60 Гб (двошарові двосторонні). У стандарті HD DVD існують також диски розміром 8 см, які здатні зберігати 4,7 Гб даних (одношарові односторонні), 9,4 Гб - (одношарові двосторонні або двошарові односторонні), 18,8 Гб - (двошарові двосторонні).

У концерн з розробки стандарту Blu-Ray входять такі компанії, як Dell, Hitachi, HP, LG, JVC, Matsushita, Mitsubishi, Philips, Samsung, Sharp, Sony, Thomson та TDK, які утворили BDA асоціацію (Blu-Ray Disc Assotiation). Основною задачею BDA стало кардинальне збільшення ємності диска за рахунок переходу на лазер з меншою довжиною хвилі та зменшення товщини захисного шару з 0,6 мм (DVD) до 0,1 мм. Завдяки цьому лазер на шляху до інформаційного шару менше розсіюється, і як наслідок, стало можливим не тільки зменшити відстань між доріжками до 0,32 мкм, але також скоротити довжину насічки (мітки на інформаційному шарі диска). На сьогодні диски стандарту Blu-Ray мають ємність 25 Гб (одношарові), 50 Гб (двошарові), розмір яких становить 12 см. Існують також варіанти восьмишарових дисків, ємкість яких досягає 200 Гб. Диски розміром 8 см здатні зберігати 7,8 Гб даних (одношарові), 15,6 Гб - (двошарові).

М агнітооптичні носії. Ці носії поєднують в собі магнітні і оптичні технології запису та зчитування інформації. Запис на магнітооптичний диск здійснюється наступним шляхом: промінь лазера розігріває поверхню інформаційного шару диска до певної температури, після чого електромагнітний імпульс змінює показник переломлення матеріалу інформаційного шару в точці запису. Читання диска здійснюється тим же самим лазером, але на меншій потужності, недостатній для розігрівання диска. При цьому лазерний промінь проходить крізь матеріал диска, відображається від підкладки, проходить крізь оптичну систему і потрапляє на датчик, або розсіюється. Отриманий сигнал свідчить про логічну 1. Перші магнітооптичні диски були розміром 5,25", потім з'явилися диски розміром 3,5". Для дисків розміром 5,25" характерні такі ємності: 1,2 Гб, 1,3 Гб, 2,6 Гб, 4,8 Гб, 5,2 Гб, 9,1 Гб. Диски розміром 3,5" на сьогодні мають ємність: 128 Мб, 230 Мб, 540 Мб, 640 Мб, 1,3 Гб, 2,3 Гб. Швидкість передачі даних в таких носіях становить близько 4 Мб/с.

Однак досить висока вартість приводів і носіїв цього типу не дозволяє віднести їх до пристроїв масового попиту.

Н акопичувачі на Flash-носіях. Цей тип носіїв набув широкого поширення останнім часом. Перевагою флеш-носіїв над магнітними, оптичними та магнітооптичними носіями є відсутність частин, що рухаються. За рахунок цього флеш-пам'ять більш компактна, дешева (з урахуванням вартості пристроїв читання/запису) і забезпечує більш швидкий доступ до даних. В зазначеному типі носіїв можна виділити USB Flash- накопичувачі та Flash-карти. Перші із них, як правило, виготовляються у вигляді брелоків різноманітних конструкцій і форм, відмінною особливістю яких є USB- конектор, за допомогою якого вони під'єднуються до стандартних USB-роз'ємів ПК. USB Flash-накопичувачі можуть мати такі значення ємності: 64 Мб, 128 Мб, 256 Мб, 512 Мб, 1Гб, 2 Гб, 4 Гб, 8 Гб. На сьогодні також існують моделі ємністю 64 Гб. Швидкість передачі даних для таких накопичувачів досягає 24 Мб/с в режимі читання, та 10 Мб/с в режимі запису інформації.

Flash-карти завдяки своїй компактності, відносній дешевизні та відсутності потреби в енергії широко використовуються в портативних пристроях, що працюють на батареях і акумуляторах -цифрових фото- і відеокамерах, кишенькових персональних комп'ютерах (КПК), цифрових диктофонах, МР3-програвачах, мобільних телефонах тощо. На сьогодні існує велике різноманіття форматів флеш-карт, які постійно вдосконалюються та видозмінюються. Розвиток будь-яких видів пам'яті відбувається в трьох основних напрямах: нарощування ємності носія, збільшення швидкодії і зниження вартості. Проте для флеш-карт, на сучасному етапі, крім зазначених, не менш важливим є такий параметр, як фізичний розмір. Тенденція зменшення розміру флеш-карти, при збереженні, а то і покращенні інших показників, лежить в основі створення нових типів карт у певних форматах.

а	б	в	г	д	е

Найбільш поширеними форматами флеш-карт є наступні:

CompactFlesh (CF) (а) - один із найстаріших форматів носіїв такого типу, розроблений компанією SanDisk в 1994 році. Фізичний розмір карти становить 42,8*36,4*3,3 мм. По мірі розвитку технологій в зазначеному форматі замість формату CompactFlash (Type I) був реалізований формат CompactFlash Type II. Зазначений тип карт має одні з найкращих показників стосовно швидкості роботи, співвідношення ціни за мегабайт, а також максимально можливої ємності. Однак область застосування карт CF постійно звужується через значні фізичні розміри.

Лінійка ємності флеш-карт зазначених форматів на сьогодні представлена такими значеннями: 128 Мб, 256 Мб, 512 Мб, 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, 6 Гб, 12 Гб, 16 Гб. Усереднений показник швидкості запису/зчитування даних для них становить 8 Мб/с. Проте при використанні спеціальних картрідерів карти CF Lexar Professional забезпечують швидкість 300х (45 Мб/с). Швидкість обміну даними у флеш-карт, як і у випадку з CD-ROM, задається числом-множником (1_X = 150 Кб/с).

Memory Stick (MS) (б) - формат карт пам'яті, створений корпорацією Sony в 1998 році і використовується в різних електронних пристроях переважно марки Sony. Повнорозмірний варіант карти має таке співвідношення сторін: 21,5*50*2,8 мм. Як і інші формати флеш-карт, MS зазнала в процесі свого розвитку ряд змін, внаслідок чого з'явилися такі підвиди, як MS Duo (де відбулося зменшення габаритів), MS Pro і MS Hight Speed (збільшення швидкості роботи) і різні їх комбінації. Зокрема, MS Pro Ultra II, MS ROM, MS Pro Duo, MS MagicGate (MS MG), MS Pro MG, MS Pro Duo MG, MS Micro (M2), MS PRO-HG. Ємності флеш-карт форматів MS Pro (повнорозмірного) та MS Pro Duo на сьогодні досягли 8 Гб. Такі карти забезпечують проведення операції читання/запису даних, в середньому, зі швидкістю 15 Мб/с.

Multi Media Card (MMC) (в) - формат карт пам'яті, розроблений в 1997 році компаніями Siemens та Transcend, розмір якої 24*32*1,5 мм. Спочатку MMC призначалася для зберігання даних у мультимедійних пристроях (звідки і пішла така назва), проте завдяки невеликим габаритам і пониженому енергоспоживанню MMC стали оснащуватися мобільні телефони, КПК і цифрові фотоапарати. З 2004 року випускається також у зменшеному корпусі- RS-MMC (Reduced size MMC). За допомогою простого механічного адаптера карти RS- MMC можна використовувати з устаткуванням, розрахованим на «повнорозмірні» MMC. Випускаються також Dual Voltage Reduced Size MMC (MMCmobile), які можуть працювати не тільки на стандартній напрузі живлення 3 В, але і на 1,8 В. MMC здебільшого сумісна з розробленою трохи пізніше SD-картою і може використовуватися замість SD. У зворотному напрямі заміна частіше за все неможлива, оскільки SD-карти товщі ніж MMC і механічно можуть не увійти в роз'єм для MMC-карти. Також існує стандарт MMC+, для якого характерні висока швидкість передачі даних і підтримка 8- бітової шини даних (у MMC і SD використовуються 4-х бітова шина даних). Найбільш поширені на сьогодні MMC-карти ємності 128 M6, 256 M6, 512 M6, 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб. Усереднений показник швидкості читання/запису даних для них становить 10 Мб/с.

Secure Digital (SD) (г) - формат карт пам'яті, розроблений в 2001 році фірмою SanDisk на основі MMC-карти, розмір якої становить 24*32*2,1 мм. Карта забезпечена власним контролером і спеціальною областю, здатною, на відміну від MMC, записувати інформацію так, щоб було заборонено незаконне читання інформації відповідно до вимог «Secure Digital Music Initiative», що і було закріплене в назві - «Secure Digital». В більшості випадків SD-карту можна замінити MMC-картою. Для мініатюрних приладів розроблені miniSD розміром 20*21,5*1,4 мм і найменша із всіх карт - microSD (раніше відома як TransFlash) розміром 11*15*1 мм. Карти miniSD і microSD мають адаптери, за допомогою яких їх можна вставляти в будь-який слот для звичайної SD-карти.

Ємність SD-карт може бути 8 Мб, 16 Мб, 32 Мб, 64 Мб, 128 Мб, 256 Мб, 512 Мб, 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб і 8Гб. Розробляються карти з об'ємом пам'яті в 16 Гб. Найнижчі показники швидкості для них становлять 6_X (0,9 Мб/с), найвищі - 150_X (22,5 Мб/с).

xD-Picture Card (xD) (д) - формат карт пам'яті, створений у 2002 році компаніями Olympus і Fuji, який набув популярності завдяки численності моделей цифрових камер, що використовують цей формат. Розміри карти xD 20*25*1,7 мм. З метою підтримки великих об'ємів було випущено два різновиди xD-Picture. Тип «М» підтримує об'єми до 2 Гб, але має невисоку швидкість роботи, тоді як тип «Н» при тій же максимальній ємності має вищі показники швидкості. На сьогодні максимальна ємність цих карт пам'яті становить 2 Гб. В розробці знаходяться моделі ємністю 4 Гб і 8 Гб. Основною відмінністю карти xD, від більшості інших карт, є відсутність контролера на самій карті. За рахунок цього xD має незначні розміри, проте швидкісні показники для неї знаходяться в межах лише 5 Мб/с.

SmartMedia (SM) (е) - формат карт пам'яті, створений компанією Toshiba в 1995 році, як альтернатива форматам MiniCard, CompactFlash і PC Card. Спочатку SM проголошувалася спадкоємцем Floppy-дисків. Розмір карти становить 45*37*0,76 мм. Вона була найтоншою і найдешевшою з перших карт пам'яті. На початковому етапі карти SM знайшли широке застосування в цифрових фотокамерах, досягнувши піку в 2001 році. Проте формат мав два значних недоліки: по-перше, максимальна ємність карти обмежена 128 Мб, по-друге, фотокамери досягали розміру, для якого карти SM стали надто великими. Через це формат залишився без підтримки Fuji і Olympus, які перейшли на xD- Picture Card. В інших сферах формат не набув значної популярності. Ємності цих карт можуть бути: 2 Мб, 4 Мб, 8 Мб, 16 Мб, 32 Мб, 64 Мб, 128 Мб. Швидкість передачі даних - 2 M6/c

Ж орсткий магнітний диск, «вінчестер»– основний енергонезалежний накопичувач даних комп’ютерної системи. Дисковий накопичувач складається з набору металевих пластин, покритих магнітним матеріалом і сполучених між собою за допомогою центрального шпинделя.

Шпиндель обертається з високою постійною швидкістю. Для запису даних використовуються обидві поверхні пластини. В сучасних дискових накопичувачах використовується від 4 до 9 пластин. Кожна пластина містить набір концентричних доріжок для запису. Зазвичай доріжки діляться на сектори об'ємом 512 байт. Кількість секторів, що записуються на одну доріжку, залежить від фізичних розмірів пластини і щільності запису.

Основними характеристиками жорстких магнітних дисків є:

• Інтерфейс – спосіб передачі даних. Сучасні накопичувачі можуть використовувати інтерфейси ATA (AT Attachment, він же IDE – Integrated Drive Electronic), Serial ATA, SCSI (Small Computer System Interface), SAS, FireWire, USB, SDIO, Fibre Channe.

• Ємність – кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Ємність сучасних пристроїв досягає 1500 Гб. Найбільш поширеними показниками ємності жорстких дисків є 80 Гб, 120 Гб, 160 Гб, 200 Гб, 250 Гб, 300 Гб, 320 Гб, 400 Гб, 500

Гб, 750 Гб, 1 Тб тощо.

• Фізичний розмір пластин (форм-фактор) – майже всі сучасні накопичувачі для персональних комп’ютерів і серверів мають розмір 3,5 або 2,5 дюйма. Останні частіше застосовуються в ноутбуках. Інші поширені формати – 1,8 дюйма, 1,3 дюйма і 0,85 дюйма.

• Швидкість обертання шпінделя – кількість обертів шпинделя за хвилину (rpm - revolution per minute - обертів за хвилину, об/хв). Від цього параметра в значній мірі залежать час доступу і швидкість передачі даних. На сьогодні випускаються вінчестери з такими стандартними швидкостями обертання: 4200 об/хв, 5400 об/хв і 7200 об/хв (ноутбуки), 7200 об/хв і 10000 об/хв (персональні комп'ютери), 10000 об/хв і 15000 об/хв (сервери і високопродуктивні робочі станції). Швидкість передачі даних

для жорстких дисків знаходиться в діапазоні 40 – 120 Мб/с. Ємність кеш-пам’яті – кількість даних, які можуть розміщуватися у спеціальній швидкодіючій пам’яті, що розміщена в корпусі жорсткого диску. Цей показник впливає на швидкість передачі даних. Жорсткі диски можуть мати ємність кеш-пам’яті 4 Мб, 8 Мб, 16 Мб і більше.

• Час довільного доступу – це час, необхідний для позиціонування магнітних головок на відповідну доріжку, яка містить необхідні дані. Він знаходиться в межах від 3 до 15 мс.

З’ємні диски. Н а сьогоднішній день зовнішні жорсткі диски не тільки затребувані, їх актуальність стрімко зростає, навіть незважаючи на всі прогнози. Причини цього явища такі: в першу чергу, поступово падає в ціні флеш-пам'ять, але цей процес здійснюється поступово, вона просто не встигає задовольнити запити користувачів персональних комп'ютерів. Жорсткі диски, компактного формату, особливо мобільні (діаметр пластини становить 2,5), постійно досягають нових масштабів ємності і при цьому зберігається колишній рівень цін.

Масові зовнішні жорсткі диски зі стандартною товщиною, за своїм об’ємом, стали досягати відміток у 1 ТБ, хоча це ще не межа можливостей збільшення обсягів. Тут, звичайно, флеш-пам'ять не може стати аналогом. Також, більшість користувачів ПК мають в наявності декілька комп'ютерів, і, звичайно ж, оцінили переваги мобільності в користуванні зовнішніми жорсткими дисками.

Ще однією важливою особливістю вінчестера є можливість його використання в якості носія для резервного копіювання та архівування. Звичайно ж, для даних функцій простіше використовувати більш функціональні і зручні пристрої на базі жорстких дисків, але для використання в якості сховища для архівів підійде і звичайний, стандартний зовнішній жорсткий диск.

При використанні зовнішніх жорстких дисків доводиться трохи стримати вимоги щодо швидкодії, які ми звикли пред'являти до внутрішніх дисків. Справді, не можна ж чекати від зовнішніх послідовних інтерфейсів USB 2.0 і FireWire тієї ж швидкості обміну даними, що і від внутрішнього паралельного Serial ATA! Принцип запису даних у одних подібний до вінчестера, у інших – флеш-пам’яті.

Формат диска (disc format) - система загальних принципів, на основі яких створюються умови для збереження на диску інформації у вигляді нулів і одиниць. Будь-який диск має два формати розміщення даних: фізичний і логічний. Фізичний формат визначає: а) кількість поверхонь (сторін); б) кількість доріжок на поверхні (стороні); в) кількість кластерів на доріжці; г) кількість секторів у кластері; д) розмір сектора в байтах. Логічний формат визначає те, як на диску організована інформація. Фізичне форматування диска виконується, як правило, на заводі-виробнику.

Сектор диску – це мінімальна одиниця зчитування та запису даних на диску.

Кластер диску – група секторів на диску, що виділяються файлу як одне ціле.